CN214192880U - 一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有进料系统、盐液循环系统、碱液循环系统、酸液系统、双极膜堆、极室水系统和电控装置，所述双极膜堆包括脱碱膜堆和盐渗析膜堆，所述进料系统与双极膜堆相连通，进料系统主要作用是将电解废液引入并进行沉淀，再通过双极膜堆处理含氢氧化钠和硫酸钠的废电解液，脱碱膜堆先行将废液中氢氧化钠浓缩并脱离，废液再进入盐渗析膜堆，将硫酸钠制备成硫酸和氢氧化钠，未完全电渗析的硫酸钠稀液再次被注入盐渗析膜堆进行循环处理，浓度较低的氢氧化钠产品被注入脱碱膜堆浓缩回收，硫酸产品直接回收；整个设备集成在一个封闭箱体内，节省占地空间、方便运输。

Description

一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备

技术领域

本实用新型属于废液处理领域，尤其是涉及一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备。

背景技术

废旧铅酸电池的循环利用，含铅物质的回收再利用是一个关键环节，其中，利用固相电解湿法回收铅是主要技术方法之一。固相电解还原法可直接用于电解处理铅膏，固相电解法是采用NaOH水溶液作电解液,用不锈钢板做阴、阳电极，电解时铅膏中的固相铅化物质子从阴极表面获得电子而还原为金属铅，电解完成后，会有部分的铅、银、铜、铁、锌、砷、锑、镉杂质金属元素进入电解液中，同时，电解废液为含碱盐水，其中含有硫酸钠约100g/L、氢氧化钠约40g/L，这些废电解液如果直接排放，不但造成资源的浪费，还对环境造成了巨大的污染。

电渗析是新兴的膜法分离处理废水、废液技术之一，它是在外加直流电场的作用下，使水中的阴、阳离子做定向运动，从而使电解质离子自溶液中部分分离出来。电渗析是以溶液中离子选择透过性的离子交换膜为特征的高效分离技术，在各种天然水淡化、海水浓缩制盐、废水处理以及食品、医疗工业等行业中起着重要的作用。电渗析设备主要由膜堆、直流电源、电极、水管、阀门、水泵、流量计等组成。比如在专利号为CN205856076U，专利名称一种一体化双极膜电渗析设备中，通过将电控柜、盐室水箱、酸室水箱、碱室水箱、极室水箱、盐室水泵、酸室水泵、碱室水泵、极室水泵和双极膜堆分别固定于支架的不同位置，为一体化的设备，从而使得该一体化双极膜电渗析设备所占用的空间更小，安装更紧凑，且使用更加安全，运输更为方便快捷。但是上述的电渗析设备，主要应用于中天然水淡化、海水浓缩制盐、废水处理以及药品、医疗等行业，不能应用于含有多种物质、杂质的废液处理，尤其是既含有碱又含有盐之类的废液，如电解液的处理以及循环利用。

实用新型内容

针对上述问题，本申请的目的是提供一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，通过对电解液进行沉淀去除固形物，再通过脱碱膜堆脱离并浓缩废液中的氢氧化钠，脱碱后的废液进入盐渗析膜堆，将硫酸钠制备成硫酸和氢氧化钠，未完全电渗析的硫酸钠稀液再次被注入盐渗析膜堆进行循环处理，浓度较低的氢氧化钠产品被注入脱碱膜堆浓缩回收，硫酸产品直接回收，进而以解决电解废液杂质沉淀、有用物质回收并循环利用的问题。

一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有进料系统、盐液循环系统、碱液循环系统、酸液系统、双极膜堆、极室水系统和电控装置，所述双极膜堆包括脱碱膜堆和盐渗析膜堆，所述脱碱膜堆和盐渗析膜堆分别通过支撑架支撑在箱体内；所述进料系统与双极膜堆相连通，进料系统主要作用是将电解废液引入并进行沉淀，经过沉淀的废液会被导入脱碱膜堆，所述脱碱膜堆主要用于废液中的盐、碱分离；从脱碱膜堆排出的盐液进入所述盐液循环系统，进而通过盐渗析膜堆对盐液进行循环渗析，以浓缩盐液；从脱碱膜堆碱浓缩后的碱液排出后会被收集起来；而从盐渗析膜堆产出的碱液会进入所述碱液循环系统进行循环渗析，以浓缩盐液；所述酸液系统设置在盐渗析膜堆下方，以方便对酸液进行收集；所述极室水系统与盐渗析膜堆相连通，以补充水分；所述电控装置用于为液体管路中的泵和电极供电，同时控制其运行。

较佳地，所述进料系统包括废液接入管、沉淀箱、进料泵和进料管，所述沉淀箱设置在所述箱体内，所述废液接入管的一端与沉淀箱相连通，其另一端伸出箱体外，用于废液的输入；所述沉淀箱通过进料泵连接进料管，最后与脱碱膜堆相连通；当废电解液由进料口进入沉淀箱后，其中的金属固形物杂质沉淀下来，经过沉淀的电解液再由进料泵送入脱碱膜堆进行分解。

较佳地，所述盐液循环系统包括储盐液罐、供盐泵、盐液管、循环盐液罐、循环盐液泵、循环盐液管，从脱碱膜堆排出的盐液进入储盐液罐，再由供盐泵经输盐液管泵入盐渗析膜堆，从盐渗析膜堆排出的稀盐液进入循环盐液罐，循环盐液泵将循环盐液罐内的稀盐液泵入经循环盐液管，最后重新进入盐渗析膜堆进行循环渗析。

较佳地，所述碱液循环系统包括输碱液管、成品碱液罐、出碱液泵、循环碱液泵、循环碱液罐和循环碱液管，在所述碱液循环系统中，经脱碱膜堆碱浓缩后的碱液经输碱液管排至成品碱罐，成品碱液可由出碱液泵出；从盐渗析膜堆产出的碱液，排出后进入循环碱液罐，再由循环碱液泵入循环碱液管，再次注入脱碱膜堆，制成较高浓度的碱液。

较佳地，所述酸液系统包括成品酸罐和出酸泵，在所述酸液系统中，盐渗析膜堆产出的酸液排至成品酸液罐内，再由出酸液泵泵出。

较佳地，所述极室水系统包括极室水罐、极室水泵和极室水管，所述极室水罐内存放有水，所述极室水泵将极室水罐中的水经极室水管注入盐渗析膜堆，以补充水分。

较佳地，所述电控装置包括电源和电控柜，所述电源通过电控柜与所述进料泵、供盐泵、循环盐液管、酸液泵、碱液泵、循环碱液泵和极室水泵通电相连，同时还为双极膜堆供电。

本实用新型的技术效果和优点：利用沉淀池去除电解液中影响膜堆寿命的固形杂质，通过脱碱和盐渗析两组膜堆处理含氢氧化钠和硫酸钠的废电解液，脱碱膜堆先行将废液中氢氧化钠浓缩并脱离，废液再进入盐渗析膜堆，将硫酸钠制备成硫酸和氢氧化钠，未完全电渗析的硫酸钠稀液再次被注入盐渗析膜堆进行循环处理，浓度较低的氢氧化钠产品被注入脱碱膜堆浓缩回收，硫酸产品直接回收；设备集成在一个封闭箱体内，节省占地空间、方便运输。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中盐渗析膜堆管路的结构示意图；

图中：10、脱碱膜堆、11、废液接入管；12、沉淀箱；13、进料泵；14、进料管；20、盐渗析膜堆；21、储盐液罐；22、供盐泵；23、输盐液管；24、循环盐液罐；25、循环盐液泵；26、循环盐液管；31、输碱液管；32、成品碱罐；33、出碱液泵；34、循环碱液泵；35、循环碱液罐；36、循环碱液管；41、成品酸液罐；42、出酸液泵；51、极室水罐；52、极室水泵；53、极室水管； 60、支撑架；61、电控柜；62、电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，包括箱体，所述箱体内设有进料系统、盐液循环系统、碱液循环系统、酸液系统、双极膜堆、电控柜61和电源62，所述双极膜堆包括脱碱膜堆10和盐渗析膜堆20，所述脱碱膜堆10和盐渗析膜堆20分别通过支撑架60支撑在箱体内；所述进料系统先将电解废液由废液接入管11导入沉淀箱12，经过沉淀的废液再由进料泵13泵入进料管14，然后进入脱碱膜堆10进行盐液与碱液的电解分离；在所述盐液循环系统中，从脱碱膜堆10排出的盐液进入储盐液罐21，再由供盐泵22将盐液泵入输盐液管23，最后导入到盐渗析膜堆20，从盐渗析膜堆20排出的稀盐液进入循环盐液罐 24，循环盐液泵25将循环盐液罐24内的稀盐液，经循环盐液管26泵入盐渗析膜堆20循环渗析，以浓缩盐液；在所述碱液循环系统中，经脱碱膜堆10碱浓缩后的碱液经输碱液管31排至成品碱罐32，成品碱液再由出碱液泵33泵出；从盐渗析膜堆20产出的碱液排出后进入循环碱液罐35，再由循环碱液泵34泵入循环碱液管36，最后导入脱碱膜堆10内，以进一步对碱液进行浓缩；在所述酸液系统中，盐渗析膜堆20产出的酸液排至成品酸液罐41，再由出酸液泵42 泵出；所述电控装置包括电源62和电控柜61，所述电源62通过电控柜61与所述进料泵13、供盐泵22、循环盐液管26、酸液泵、碱液泵、循环碱液泵34和极室水泵52通电相连，同时还为双极膜堆供电。

在本申请中，所述的进料系统包括废液接入管11、沉淀箱12、进料泵13 和进料管14，所述沉淀箱12设置在所述箱体内，所述废液接入管11的一端与沉淀箱12相连通，其另一端伸出箱体外，用于废液的输入；所述沉淀箱12通过进料泵13连接进料管14，最后与脱碱膜堆10相连通；当废电解液由进料口进入沉淀箱12后，其中的金属固形物杂质沉淀来，而上层的电解液会由进料泵 13送入脱碱膜堆10进行脱碱。

在本申请中，所述盐液循环系统包括储盐液罐21、供盐泵22、盐液管、循环盐液罐24、循环盐液泵25、循环盐液管26，从脱碱膜堆10排出的盐液进入储盐液罐21，再由供盐泵22经输盐液管23泵入盐渗析膜堆20，从盐渗析膜堆20排出的稀盐液进入循环盐液罐24，循环盐液泵25将循环盐液罐24内的稀盐液泵入经循环盐液管26，最后重新进入盐渗析膜堆20进行循环渗析，以浓缩盐液。

在本申请中，所述碱液循环系统包括输碱液管31、成品碱液罐、出碱液泵 33、循环碱液泵34、循环碱液罐35和循环碱液管36，在所述碱液循环系统中，经脱碱膜堆10碱浓缩后的碱液经输碱液管31排至成品碱罐32，成品碱液可由出碱液泵33出；从盐渗析膜堆20产出的碱液排出后进入循环碱液罐35，再由循环碱液泵34入循环碱液管36，再次注入脱碱膜堆10，制成较高浓度的碱液；

在本申请中，所述的酸液系统包括成品酸罐和出酸泵，在所述酸液系统中，盐渗析膜堆20产出的酸液排至成品酸液罐41，再由出酸液泵42泵出；

在本申请中，所述的极室水系统包括极室水罐51、极室水泵52和极室水管 53，所述极室水罐51内存放有水，所述极室水泵52将极室水罐51中的水经极室水管53注入膜堆极室，以补充水分。

原理说明：本申请选用双极膜电渗析技术，处理废铅酸电池铅膏固相电解废电解液，设备集成在一个封闭的箱体里，节省占地空间，便于运输。双极膜是一种新型的离子交换膜，由阴离子交换树脂层(AL)、阳离子交换树脂层(CL)，和中间催化层组成。在直流电场作用下，阴阳膜复合层间的H2O解离成H+和 OH-并分别通过阳膜和阴膜，在膜两侧分别得到氢离子和氢氧根离子，作为H+ 和OH-的离子源。利用双极膜产生H+和OH-的特点，将双极膜与其它阴阳交换膜组成双极膜电渗析系统，在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱。

使用时：从电解流水线排出的废电解液首先进入沉淀箱12，分离出溶液中的固形物，废电解液由进料泵13送入脱碱膜堆10进行脱碱电渗析，脱离并浓缩出的氢氧化钠进入成品碱罐32收集起来，去碱后的硫酸钠盐液进入盐渗析膜堆20，将盐液制成硫酸和氢氧化钠，酸碱的含量分别为40g/l左右，其中，氢氧化钠被泵入脱碱膜堆10，被浓缩浓缩到60g/l左右，硫酸被排入酸液产品罐回收，未完全处理的硫酸稀盐水，浓度小于50g/L被再次泵入硫盐渗析膜堆20 进行循环渗析。整个装置通过利用沉淀池去除电解液中影响膜堆寿命的固形杂质，通过脱碱和盐渗析两组膜堆处理含氢氧化钠和硫酸钠的废电解液，脱碱膜堆10先行将废液中氢氧化钠浓缩并脱离，废液再进入盐渗析膜堆20，将硫酸钠制备成硫酸和氢氧化钠，未完全电渗析的硫酸钠稀液再次被注入盐渗析膜堆20 进行循环处理，浓度较低的氢氧化钠产品被注入脱碱膜堆10浓缩回收，硫酸产品直接回收；设备集成在一个封闭箱体内，节省占地空间、方便运输。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有进料系统、盐液循环系统、碱液循环系统、酸液系统、双极膜堆、极室水系统和电控装置，所述双极膜堆包括脱碱膜堆和盐渗析膜堆，所述脱碱膜堆和盐渗析膜堆分别通过支撑架支撑在箱体内；所述进料系统与双极膜堆相连通，进料系统主要作用是将电解废液引入并进行沉淀，经过沉淀的废液会被导入脱碱膜堆，所述脱碱膜堆主要用于废液中的盐、碱分离；从脱碱膜堆排出的盐液进入所述盐液循环系统，进而通过盐渗析膜堆对盐液进行循环渗析，以浓缩盐液；从脱碱膜堆碱浓缩后的碱液排出后会被收集起来；而从盐渗析膜堆产出的碱液会进入所述碱液循环系统进行循环渗析，以浓缩盐液；所述酸液系统设置在盐渗析膜堆下方，以方便对排出的酸液进行收集；所述极室水系统与盐渗析膜堆相连通，以补充水分；所述电控装置用于为液体管路中的泵和电极供电，同时控制其运行。

2.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，其特征在于：所述进料系统包括废液接入管、沉淀箱、进料泵和进料管，所述沉淀箱设置在所述箱体内，所述废液接入管的一端与沉淀箱相连通，其另一端伸出箱体外，用于废液的输入；所述沉淀箱通过进料泵连接进料管，最后与脱碱膜堆相连通；当废电解液由进料口进入沉淀箱后，其中的金属固形物杂质沉淀下来，经过沉淀的电解液再由进料泵送入脱碱膜堆进行分解。

3.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，其特征在于：所述盐液循环系统包括储盐液罐、供盐泵、盐液管、循环盐液罐、循环盐液泵、循环盐液管，从脱碱膜堆排出的盐液进入储盐液罐，再由供盐泵经输盐液管泵入盐渗析膜堆，从盐渗析膜堆排出的稀盐液进入循环盐液罐，循环盐液泵将循环盐液罐内的稀盐液泵入经循环盐液管，最后重新进入盐渗析膜堆进行循环渗析。

4.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，其特征在于：所述碱液循环系统包括输碱液管、成品碱液罐、出碱液泵、循环碱液泵、循环碱液罐和循环碱液管，在所述碱液循环系统中，经脱碱膜堆碱浓缩后的碱液经输碱液管排至成品碱罐，成品碱液可由出碱液泵出；从盐渗析膜堆产出的碱液，排出后进入循环碱液罐，再由循环碱液泵入循环碱液管，再次注入脱碱膜堆，制成较高浓度的碱液。

5.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，其特征在于：所述酸液系统包括成品酸罐和出酸泵，在所述酸液系统中，盐渗析膜堆产出的酸液排至成品酸液罐内，再由出酸液泵泵出。

6.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，其特征在于：所述极室水系统包括极室水罐、极室水泵和极室水管，所述极室水罐内存放有水，所述极室水泵将极室水罐中的水经极室水管注入盐渗析膜堆，以补充水分。

7.根据权利要求2所述的一种废铅酸蓄电池固相电解废液处理设备，其特征在于：所述电控装置包括电源和电控柜，所述电源通过电控柜与所述进料泵、供盐泵、循环盐液管、酸液泵、碱液泵、循环碱液泵和极室水泵通电相连，同时还为双极膜堆供电。

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